段階的な充放電装置。スキーム、説明

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段階的充放電装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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鉛バッテリーの動作には常に極板の硫酸化の増加が伴い、車のバッテリーは時間の経過とともに使用できなくなり、始動電流を供給できなくなります。硫酸鉛は高い内部抵抗を生み出し、プレートの内層から硫酸鉛が出るのを妨げるためです。

損失を補うためにバッテリー容量を増やすと、重量と寸法が増加します。「下降」充電電流特性を備えた周期的な充放電方法を使用すると、古い硫酸化の電気化学的修復で良好な結果が得られます。電流比 1:10...1:20 の充放電サイクルを使用すると、バッテリーを 3.5 時間で動作状態に戻すことができます。

回復中のバッテリーの診断では、XNUMX 時間以内に内部抵抗が急激に低下していることが示されます。この技術の欠点は、バッテリーの内部抵抗が減少するにつれて増加する充電電流を常に監視し、必要に応じて減少させる必要があることです。充電電流の自動減少により、バッテリーの高品質な復元が可能になります。バッテリーを使用し、充電を簡素化します。このようなプロセスのために、図に示す装置が開発されました。デバイスはいくつかのブロックで構成されています。

ロジックチップDD1上のマルチバイブレータ;
14 ビットカウンター DD2 のタイムインターバルタイマー。
DA2チップ上のアナログタイマーコンパレータ。

（クリックして拡大）

充電電流の段階的な減少は、プロセスの開始からの経過時間とメーター DD2 の出力のコードに依存します。充電電流と放電電流を提供する回路の切り替えは、電界効果トランジスタ VT1 のスイッチによって実行されます。そしてVT2。バイポーラトランジスタのスイッチとは異なり、チャネル抵抗が低いため発熱が少なくなります。唯一の条件は、ゲート電圧が電源電圧を超えないことです。キー VT1 はバッテリを強力な抵抗 R17 の形の負荷に放電し、VT2 は主電源整流器からバッテリに充電電流を供給します。スイッチングモードの順序、パルスの持続時間、デューティサイクルおよび周波数は、DA2 タイマーの周波数設定回路のパラメータによって異なります。「調整可能なツェナーダイオード」DA1 の並列スタビライザは、電流の充電時間に応じて DA5 の入力 2 の電圧を設定し、所定のレベルの充放電電流を維持します。

モードはさまざまな色の LED に表示され、合計電流は測定装置によって監視されます。 P1. クロックジェネレーターは、要素 2 の OR、NOT DD1.1、DD1.2、C1、および R1 で作成されます。マルチバイブレータのパルス周波数は、近似式 f=44/(R1 C1) を使用して計算されます。 1Hz程度に設定されています。 LED HL1 が点滅し、プロセスの進行状況を示します。バッテリの充電時間は抵抗 R1 によって設定されます。 DD3 の出力 2 にハイレベルが現れると、DD1 チップ上のジェネレータは動作を停止します。

マルチバイブレータからのカウントパルスが入力に送信されます。カウンタ DD2 から、その出力の状態を変更します。抵抗器 R4...R7 およびダイオード VD1.VD4 を介したカウンタ出力からのレベルは、抵抗器 R9 で合計されます。サイクルの開始から時間が経過するほど、R9 の電圧は大きくなります。 R9 の最大電圧では、調整可能なツェナーダイオード DA1 が入力 1 の制御電圧によって開き、DA5 の入力 2 の電圧が DA1 の低い安定化レベル (2,5 V) まで低下します。これは DA1 の供給電圧の 3/2 を下回っているため、出力が低くなり、バッテリの充電が停止します。

DA5 の入力 2 の基準電圧を下げると、パルスのデューティサイクルを変更せずに DA2 タイマーの生成周波数が増加します。これにより、充放電サイクルのこの段階での充電電流が減少します。最大充電電流と放電電流は、R11「充電」レギュレータと R13「放電」レギュレータを使用して設定します。抵抗 R9 は、すべてのメーター出力で高レベルでバッテリーを再充電するため、およびフィードバック目的 (R8) のためにバッファ電流を設定します。このデバイスは、抵抗 R10 をサーミスタ (タイプ MMT-1) に置き換えることにより、周囲温度が上昇したときに充電電流を低減することもできます。

コンデンサ C5 の放電回路にダイオード VD5 を設け、充電 (R10-R11) 回路と放電 (R13) 回路を分離しています。コンデンサ C5 が 2/3 Un のレベルに充電されると、内部タイマトリガが入力 6 DA2 の上側コンパレータを切り替えてコンデンサを放電し、ピン 7 DA2 の電圧がゼロに低下します。トランジスタ VT1 が開き、バッテリ GB1 が抵抗 R17 を介して期間 T1=0?69R13С5 で放電されます。 LED HL2 は、放電電流の存在を示します。放電サイクルの終わりに、内部タイマートランジスタが閉じ、コンデンサ C5 の充電サイクルが再開され、電圧が 1/3Un から 2/3Un に増加します。このとき、出力 3 DA2 はハイになり、トランジスタ VT2 は開き、バッテリ GB1 は T2=0 〜 69C5(R10+R11) の期間で主電源から充電されます。充電電流回路の過負荷は LED HL3 で示されます。

デバイスの超小型回路は、電圧レギュレータ DA1 を介してバッテリー GB3 から電力を供給されます。バッテリーがないか接続が間違っていると、回路に電力が供給されず、電源が入りません。

最大 180 Ah の容量のバッテリーを充電するには、5 ～ 8 A の電流で十分です。変圧器 T1 の電力は 150.200 W でなければなりません。 TS-180、TN-55、TN-61などのトランスが使用可能です。電界効果トランジスタ VT1 は、5 V の電圧で最大 100 A の電流が流れるように設計する必要があり、VT2 は 20 V の電圧で少なくとも 150 A の電流が流れるように設計する必要があります。 60x58x40 mm の寸法のアルミニウム製ラジエーターを取り付ける必要があります。トランジスタを過熱から保護します。デバイス内の超小型回路は K561 または K176 シリーズ、制御ツェナーダイオードは KR142EN19A、アナログタイマーは KR1006VI1 です。

デバイスのセットアップは、供給電圧を確認することから始まります。マイクロ回路と放電トランジスタVT1はバッテリーGB1から電力を供給され、トランジスタVT2の充電回路はT1のネットワーク電源から電力を供給されることに注意してください。テストを高速化するために、コンデンサ C1 の静電容量を一時的に 0,01 μF に下げることができます。 SB1 の「開始」ボタンを押すと、HL1 インジケーターで示されるように、アカウントが開始されます。

タイマDA2の動作を確認する前に、抵抗R9のスライダを図のように下側の位置に移動させます。この場合、DA5 のピン 2 の電圧は最大になります。抵抗 R11 は、電池 GB1 の容量 (Imax = 1 C、C は電池容量) に従って、電流計 P0,05 を使用して最大充電電流を設定します。バッテリーから抵抗 R9 ～ R8 へのフィードバック回路により、バッテリーの電圧が上昇するにつれて充電電流を自動的に減らすことができます。

著者: V.Konovalov、A.Vanteev

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